Rad bi vam govoril o prihodnosti medicine.
Ampak prej bi rad govoril malo o preteklosti.
Skozi večji del nedavne zgodovine medicine
smo o bolezni in zdravljenju
razmišljali na zelo preprost način.
Dejansko, tako preprosto
da lahko povzamemo v šestih besedah:
biti bolan, vzeti tableto, nekaj ubiti.
Razlog za prevlado tega modela
je seveda antibiotska revolucija.
Veliko vas najbrž ne ve, ampak slučajno praznujemo
stoletnico uvedbe antibiotikov v Združenih Državah.
A kar veste je,
da je ta uvedba pomenila pravo preobrazbo.
Imeli smo kemikalijo, naravno
ali umetno sintetizirano v laboratoriju,
in ta bi potovala po vašem telesu,
našla svoj cilj
se nanj pritrdila--
neki mikrob ali delec mikroba--
in potem bi zaklenila ključavnico s ključem
zelo spretno, zelo točno.
Tako smo imeli neko prej smrtno bolezen
--pljučnico, sifilis, tuberkulozo--
in jo spremenili v ozdravljivo bolezen.
Imaš pljučnico,
vzameš penicilin,
ubiješ mikrobe
in pozdraviš to bolezen.
Tako zapeljiva je bila ta ideja,
tako močna metafora ključavnice in ključa,
in nekaj ubiti,
da je prišla v biologijo.
Je bila sprememba brez primere.
Tako smo preživeli zadnjih 100 let,
da smo skušali replicirati ta model vedno znova
pri nenalezljivih boleznih,
pri kroničnih boleznih, kot so diabetes, hipertenzija in srčna bolezen.
In delovalo je, a samo delno.
Vam bom pokazal.
Veste, če vzamemo celoto
vseh kemičnih reakcij v človeškem telesu,
vsako možno kemično reakcijo v človeškem telesu,
večina ljudi misli, da ta številka je okoli en milijon.
Recimo da je en milijon.
Sedaj vprašate
kakšno je število teh reakcij,
ki res lahko postanejo cilj
v vsej farmakopeji, vsej farmacevtski kemiji?
To število je 250.
Ostalo je kemična tema.
Z drugimi besedami, 0,025 % vseh kemičnih reakcij v vašem telesu
lahko postane tarča tega mehanizma ključavnice in ključa.
Če razmišljate o človeški fiziologiji
kot o nekem velikem telefonskem omrežju
s povezanimi vozliči in kosi
potem vsa naša farmacevtska kemija
deluje v majhnem kotu
na robu, zunanjem robu tega omrežja.
Kot, da je vsa naša farmacevtska kemija
neki delavec v Wichita, Kansasu
in nadzoruje 10 ali 15 telefonskih linij.
Kaj naredimo s to idejo?
Kaj, če preuredimo ta pristop?
Izkaže se, da nam narava
pokaže smer, kako bi lahko premišljevali o bolezni
na zelo drugačen način,
namesto bolezen-zdravilo- tarča.
Narava je urejena hierarhično navzgor,
ne navzdol, ampak navzgor.
in začnemo s samoregulativno, deloma neodvisno enoto, imenovano celica.
Te samoregulativne, deloma samostojne enote
naredijo samoregulativne, deloma samostojne enote -- organe,
in ti se združijo in naredijo človeka,
in ti organizmi konec koncev živijo v okolju,
ki so deloma samoregulativni in deloma samostojni.
Kar je lepo pri tej shemi, hierarhični shemi,
ki gradi raje navzgor kot navzdol,
je, da nam dovoli misliti tudi o bolezni
na nekako drugačen način.
Vzemimo neko bolezen, na primer rak.
Od 1950ih naprej
smo skušali na vse načine uporabiti ta model ključavnice in ključa pri raku.
Skušali smo ubiti celice
z raznimi kemoterapijami in usmerjenim terapijami,
in tako kot nas ve večina, je učinkovalo.
Je delovalo za bolezni kot je levkemija.
Tudi za nekaj vrst raka dojke,
ampak konec koncev pridemo do meje tega pristopa.
In šele v zadnjih 10 letih smo
začeli razmišljato o uporabi imunskega sistema,
ko smo se spomnili, da rakaste celice ne živijo v vakuumu.
Živijo v človeškem organizmu
In lahko uporabimo te organizmske sposobnosti,
dejstvo, da ima človek imunski sistem za napad raka?
To je privedlo do nekaj od najbolj spektakularnih novih zdravil za raka.
In končno je tu raven okolja, kaj ne?
Ne gledamo na rak kot na spremembo okolja.
Ampak vam bom dal en primer zelo rakotvornega okolja.
Imenuje se ječa.
Imamo samoto, depresijo, odvzem prostosti,
in dodamo še enega
v bel papir zavitega
najmočnejših nevrostimulantov ki jih poznamo, nikotin,
in dodamo še eno najbolj zasvojljivih snovi, ki jih poznamo
in dobimo pro-rakotvorno okolje.
Ampak lahko imamo tudi anti-rakotvorno okolje.
Obstajajo poskusi, ki ustvarjajo okolje,
spreminjajo hormonsko okolje pri raku dojke, na primer.
Skušamo spremeniti metabolno okolje pri drugih vrstah raka.
Ali pa vzemimo drugo bolezen, na primer depresijo.
Spet, če gradimo navzgor
od 1960ih, 1970ih smo skušali na vse načine
ugasniti molekule, ki delujejo med živčnimi celicami
--serotonin, dopamin--
smo poskušali tako zdraviti depresijo,
in je delovalo, ampak samo do neke mere.
In sedaj vemo, da kar moramo zares storiti,
je spremeniti fiziologijo organa, to je možganov
ga znova povezati, ga predelati,
in to seveda vidimo študijo za študijo,
da to stori prav terapevtski pogovor,
in študija za študijo kaže, da je terapevtski pogovor
skupaj z zdravili, tabletami,
res veliko bolj učinkovit kot katerakoli od obeh sama.
Si predstavljamo bolj poglobljeno okolje ki bi lahko spremenilo depresijo?
Lahko zaklenemo signale ki izzovejo depresijo?
Spet, če gradimo navzgor skozi to hierarhično organizirano verigo.
Kar je res v igri tukaj
ni v bistvu zdravilo, ampak metafora.
Namesto ubijati nekaj,
v primeru velikih kroničnih degenerativnih bolezni--
odpoved ledvic, sladkorna, hipertenzija, osteoartritis
je morda to, kar moramo res spremeniti, metafora gojenja nečesa.
In to je ključno, morda,
za spremebmo našega mišlenja v medicini.
Ta ideja o spremembi,
o ustvarjanju zaznavnega premika, od tega kar je,
mi je prišla na misel na zelo oseben način pred približno 10 leti.
Pred 10 leti -- večino življenja sem bil tekač-
sem šel na tek, sobotni jutranji tek,
se vrnil, zbudil in se v bistvu se nisem mogel premikati.
Moje desno koleno je bilo otečeno,
in si lahko slišal tisti strašen zvok kosti proti kosti.
Dobra stran tega, da si zdravnik je, da si lahko sam predpišeš MRI zase.
Imel sem MRI naslednji teden, in izgledalo je tako:
V glavnem, hrustančni meniskus, ki je med kostmi
je bil popolnoma pretrgan in kost se je zdrobila.
Če me gledate in se vam smilim,
naj vam povem nekaj dejstev.
Če bi naredili MRI vsakemu poslušalcu tukaj
60% bi pokazalo znake
kostne obrabe in hrustančne degeneracije kot je ta.
85% žensk do 70 leta
bi imelo znake srednje do resne obrabe hrustanca.
50 do 60% moških tukaj
bi imelo take znake.
To je torej zelo pogosta bolezen.
Ta druga dobra plat tega, da ste zdravnik,
je, da lahko eksperimentirate na vaših lastnih obolenjih.
Torej približno 10 let nazaj smo začeli,
privedli smo ta proces v laboratorij,
in smo začeli z enostavnimi eksperimenti,
poskušali mehanično popraviti to obrabo.
Poskusili smo vzbrizgati kemikalije v koleno živalim
da bi obrnili proces obrabe hrustanca,
in na kratko povedano, ta dolgi in boleči postopek
ni pripeljal nikamor.
Nič se ni zgodilo.
Pred približno sedmimi leti smo dobili raziskavo avstralskega študenta.
Pri Avstralcih je fino,
je, da so že navajeni gledati na svet od spodaj navzgor.
(smeh)
Torej Dan mi je predlagal: "Veš, morda to ni mehaničen problem.
Morda to ni kemičen problem. Morda je problem matičnih celic."
Drugače rečeno, imel je dve hipotezi.
Prvič, obstaja nekaj imenovano skeletne izvorne celice--
skeletne izvorne celice, ki naredijo vse okostje vretenčarjev
kosti, hrustanec in fibrozne elemente skeleta,
tako kot obstajajo krvne matične celice,
tako kot so izvorne celice v živčnem sistemu.
Drugič, da je morda degeneracija ali disfunkcija te izvorne celice
to kar povzroča osteohondralni artritis, zelo pogosto bolezen.
Pravo vprašanje je torej bilo, ali smo iskali tableto,
ko bi morali iskati celico.
Torej smo zamenjali model,
začeli iskati matične celice okostja.
In spet na kratko povedano,
pred približno petimi leti smo našli te celice.
Živijo v okostju.
Tukaj je shema in potem prava fotografija ene izmed njih.
Ta belo je kost,
in ti rdeči stebri, ki jih vidite in rumene celice
so celice ki so nastale iz ene same matične celice--
hrustanec in kosti iz ene same celice.
Te celice so zelo zanimive. Imajo štiri lastnosti.
Ena, živijo tam, kjer pričakujemo da živijo.
Živijo točno pod površino kosti,
pod hrustancem.
Veste, pri biologiji je lokacija, lokacija, lokacija.
In gredo v primerne prostore in naredijo kost in hrustanec.
To je ena.
Tu je še ena zanimiva lastnost.
lahko jih vzamete iz vretenčnega okostja,
jih lahko gojite v petrijevkah v laboratoriju
in rade bi izdelovale hrustančaste celice.
Se spomnite kako nismo mogli narediti hrustanca za noben denar?
Te celice želijo izdelovati hrustanec.
Okrog sebe naredijo zvitke hrustanca.
So tudi, številka tri,
najbolj efektivni popravljalci zlomov, kar smo jih videli.
To je mala kost, mišja kost, ki smo jo zlomili
in potem pustili, da se sama pozdravi.
Te iste celice so prišle in popravile, rumeno, kost,
belo, hrustanec, skoraj v celoti.
V tolikšni meri, da če jih označimo s fluorescento barvo
jih lahko vidimo kot neke vrste posebno lepilo za kosti
ki pride v prostor zloma,
ga v popravi na mestu in potem ustavi svoje delo.
Ta četrta je ta najbolj nevarna,
in to je, da število upade zelo hitro,
strmo, desetkrat, petdesetkrat ko se starate.
A kar se je v resnici zgodilo je,
da smo se znajdli v premiku percepcije.
Začeli smo tako, da smo iskali tablete
a smo končali z iznajdbo teorij.
In na nek način
smo spet zasvojeni s to idejo:
celice, organizmi, okolje,
ker zdaj smo mislili na kostne matične celice
smo mislili na artrozo kot na neko celično bolezen.
In naslednje vprašanje je bilo: obstajajo organi?
Lahko naredimo to kot organe, izven telesa?
Lahko vsadimo hrustanec na področja poškodbe?
In morda še bolj zanimivo,
lahko se povzpnemo še višje in naredimo nova okolja?
Veste, vemo da trening preoblikuje kosti
ampak noben od nas noče trenirati.
Si predstavljate torej način za pasivno obremenitiev in razbremenitev kosti,
da lahko naredimo ali obnovimo obrabljen hrustanec?
In kar je morda še bolj pomembno in zanimivo,
vprašanje je, lahko uporabimo ta model izven medicine?
Kar je v igri, kot sem omenil, ni nekaj ubiti,
ampak nekaj novega vzgojiti.
Menim, da to nam postavi nekaj najbolj zanimivih vprašanj
o tem, kako razmišljamo o medicini v prihodnosti.
Je lahko tvoje zdravilo ena celica, in ne ena tableta?
Kako bi gojili te celice?
Kaj lahko naredimo, da ustavimo maligno rast teh celic?
Slišali smo o problemih nebrzdane rasti.
Lahko vsadimo samomorilne gene v te celice,
da preprečimo njihovo rast?
Je lahko tvoje zdravilo organ, ustvarjen izven telesa
in potem vsajen v telo?
Lahko to prepreči kakšno degeneracijo?
Kaj če mora organ imeti spomin?
V primerih bolezni živčevja so imeli nekateri izmed teh organov spomin.
Kako lahko vsadimo te spomine nazaj?
Lahko hranimo te organe?
Bo moral biti vsak organ oblikovan za posameznika
in nato vrnjen?
In morda še najbolj zapleteno,
je lahko tvoje zdravilo neko okolje?
Lahko patentiramo neko okolje?
Veste, v vsaki kulturi,
šamani so uporabljali okolja kot zdravila.
Si lahko predstavljamo to kot našo prihodnost?
Precej sem govoril o modelih, to predavanje sem pričel z modeli.
Naj torej končam z mislimi o gradnji modelov.
To je to, kar kot znanstveniki počnemo.
Veste, ko arhitekt pripravi model,
vam skuša pokazati svet v miniaturi.
Ampak ko znanstvenik gradi model,
vam skuša pokazati svet kot metaforo.
Skuša ustvariti novi način gledanja.
Prvi je sprememba dimenzije. Drugi je spremeba percepcije.
Antibiotiki so povzročili tako spremembo percepcije
v našem načinu gledanja na medicino, da je res pobarvala, popačila,
na zelo učinkovit način, kako premišljujemo o medicini zadnjih sto let.
Ampak potrebujemo nove modele za razmišljanje o medicini v prihodnosti.
To je v igri.
Obstaja neki popularen trop, ki pravi,
da je razlog zakaj nismo imeli transformativnega učinka
na zdravljenje bolezni
pomanjkanje dovolj močnih zdravil,
in to je v neki meri res.
Ampak morda je pravi razlog ,
da nimamo dovolj močnih pogledov na zdravila.
Brez dvoma je res, da
bi bilo krasno imeti nova zdravila.
Ampak morda so res v igri trije neotipljivi pojmi:
mahanizmi, modeli, metafore.
Hvala lepa.
(Aplavz)
Chris Andreson: zelo mi je všeč ta metafora.
Kako se to poveže?
Veliko se govori na področju tehnologije
o personalizaciji medicine,
da imamo vse te podatke in da bo zdravljenje v prihodnosti
specifično za vsakega, tvoj genom, tvoj današnji položaj.
Velja to za te modele?
Siddharta Mukherjee: Zanimivo vprašanje.
O personalizaciji medicine smo razmišljali
v smislu genomike.
To je, ker je ta metafora o genih tako prevladujoča
spet, da uporabim isto besedo, v današnji medicini,
da mislimo da bo genomika pripeljala do personalizacije medicine.
Ampak genom je samo začetek
dolge verige.
Ta veriga bitij, pravzaprav je ta prva organizirana enota tega celica.
Torej, če res mislimo izvajati medicino na ta način,
moramo misliti na personalizacijo celičnih terapij,
in potem o personalizaciji terapij za organe in organizme,
in končno o personalizaciji imerzijskih terapij za okolje.
Torej mislim, da na vseh področjih
obstaja metafora, ta pot se nikoli ne konča.
Tako da, tudi personalizacija se ne konča.
CA: Torej, ko pravite, da je zdravilo lahko celica,
in ne tableta,
govorite potencialno o vaših celicah.
SM: Absolutno. CA: Torej v terminih matičnih celic,
morda testiranih za vse vrste zdravil ipd., in pripravljene.
SM: In ni nobenega 'morda'. To je kar delamo.
To je kar se dogaja, in dejansko, se počasi premikamo,
ne stran od genomike, ampak uporabljamo genomiko
za deloma samostojne, samoregulativne sisteme v več redih,
kot so celice, organi, okolja.
CA: Najlepša hvala!
SM: V veselje mi je, hvala.